Šviesos šaltiniai optinėms ryšių sistemoms

Optinio ryšio sistemoms reikia šaltinių, kurių šviesos bangos ilgis 0,6–1,7 μm. Šaltinis turi užtikrinti pakankamai didelį šviesos srautą siaurame bangų ilgių ruože. Turi būti galimybė moduliuoti jo išėjimo virpesius plataus spektro signalu. Šaltinio išėjimo galia ir virpesių dažnis turi būti stabilūs. Be to, šaltinis turi būti suderintas su skaidula. Jo emisijos plotas turi būti ne didesnis už skaidulos šerdies skerspjūvio plotą. Spinduliuotės kampinis pasiskirstymas turi būti toks, kad šviesa patektų į skaidulą. Pagrindiniai reikalavimai šviesos šaltiniui yra patikimumas, pigumas ir ilgaamžiškumas.
Šviesos diodai yra nekoherentinės šviesos šaltiniai. Jų spinduliavimo kampas gana didelis, bangos ilgių spektras – platus: per 20 nm, kai λ =850 nm, ir per 80 nm, kai λ =1550 nm. Spinduliuojama galia proporcinga per diodą tekančiai srovei; tik, kai galia didelė, pasireiškia įsisotinimas. Moduliacijos greitis siekia 100 MHz.
Lazerinių diodų veikimas sudėtingesnis. Kol srovė per lazerinį diodą silpna, lazerinio diodo spinduliuotės mechanizmas toks pat, kaip šviesos diodo: pasireiškia savaiminė (spontaninė) emisija. Kai srovė viršija tam tikrą slenkstį, šviesos generacijos mechanizmas pasikeičia, pradeda vyrauti priverstinis (stimuliuotasis) spinduliavimas. Tuomet spinduliavimas tampa labiau koherentinis, kryptingesnis, virpesių spektras įgyja vienos ar kelių linijų pobūdį. Ypač svarbu, kad lazerinių diodų atveju didesnė galia spinduliuojama iš mažesnio ploto, o moduliacijos dažnis gali būti aukštesnis.
Tekant per puslaidininkinį diodą tiesioginei srovei, į pn sandūros sritį injektuojami elektronai ir skylės. Vykstant krūvininkų rekombinacijai, energija gali atsipalaiduoti šviesos kvantų pavidalu.
Puslaidininkiuose krūvininkų rekombinacija gali vykti įvairiai (1 pav., a-f). Šviesos šaltinių atveju svarbiausia yra spindulinė (radiacinė) rekombinacija, gaunama vykstant tiesioginiams elektronų šuoliams iš laidumo juostos į valentinę juostą (1 pav., a).
.
(2)
Čia Wf – fotono – rekombinacijos metu atsipalaiduojanti – energija, h – Planko konstanta, c – šviesos greitis.
Atliekant praktinius skaičiavimus, bangos ilgiui skaičiuoti tinka formulė
;
(3)
čia λ – bangos ilgis mikrometrais, Wf – fotono energija elektronvoltais.
Šviesos diodo spinduliuojamų fotonų energijos pasiskirstymą galima rasti įvertinant elektronų ir skylių pasiskirstymus pagal energijas puslaidininkio laidumo...

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!